JP2013218073A - Reflecting screen and image display system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投射された映像光を反射して表示する反射スクリーン、映像表示システムに関するものである。 The present invention relates to a reflection screen that reflects and displays projected image light, and an image display system.
近年、短焦点型の映像投射装置によって投射された映像光を良好に表示するために、単位レンズが複数配列されたリニアフレネルレンズ形状やサーキュラーフレネルレンズ形状を有するレンズ層に反射層を形成した反射スクリーン等が様々に開発されている。
このようなレンズ層を用いた反射スクリーンの中には、単位レンズのレンズ面に、アルミニウム等の光反射性材料を蒸着することによって反射層を形成し、投影された映像光を反射して映像を表示するものがある。(例えば、特許文献1)。
このような反射スクリーンは、視野角を広げたり、明るさの面内均一性を向上させたりするために、反射スクリーン内に光の拡散作用を有する光拡散層等が形成されている。
しかし、この光拡散層は、その光の拡散作用が強すぎる場合、観察する角度によっては反射スクリーンに表示される映像の色味の変化が発生してしまう場合があった。また、反射スクリーンに入射した映像光は、反射層に入射する前後で光拡散層を透過するため、映像光を過度に拡散させることとなり、反射スクリーンに表示される映像がぼやけるという問題があった。
In recent years, a reflective layer is formed on a lens layer having a linear Fresnel lens shape or a circular Fresnel lens shape in which a plurality of unit lenses are arranged in order to display the image light projected by a short focus type image projection device satisfactorily. Various screens have been developed.
In a reflective screen using such a lens layer, a reflective layer is formed by vapor-depositing a light reflective material such as aluminum on the lens surface of the unit lens, and the projected image light is reflected to produce an image. There is something that displays. (For example, patent document 1).
In such a reflection screen, a light diffusion layer or the like having a light diffusing action is formed in the reflection screen in order to widen the viewing angle and improve the in-plane uniformity of brightness.
However, when the light diffusing layer has too strong a light diffusing action, the color of the image displayed on the reflective screen may change depending on the viewing angle. In addition, since the image light incident on the reflection screen is transmitted through the light diffusion layer before and after entering the reflection layer, the image light is excessively diffused and the image displayed on the reflection screen is blurred. .
本発明の課題は、観察角度によって表示される映像の色味の変化や像ぼけを抑制することができる反射スクリーン、映像表示システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a reflection screen and an image display system that can suppress a change in color of an image displayed according to an observation angle and an image blur.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第1の発明は、映像源(LS)から投影された映像光(L)を反射させて観察可能に表示する反射スクリーン(10)であって、レンズ面(131a)及び非レンズ面(131b)を有し前記映像源側とは厚み方向において背面側に凸となる単位レンズ(131)が複数配列されてフレネルレンズを形成するレンズ層(13)と、前記レンズ層の前記レンズ面に形成され、光を反射する反射層(12)と、前記レンズ層の前記映像源側に設けられ、光を拡散させる光拡散層(141)とを備え、前記レンズ層は、少なくとも前記レンズ面に微細な凹凸形状が形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(10)である。
第2の発明は、第1の発明の反射スクリーン(10)において、前記レンズ面(131a)の微細な凹凸形状は、その表面粗さがRa(算術平均粗さ、JIS B0601−2001準拠)=0.05〜0.5μmの範囲で形成されること、を特徴とする反射スクリーンである。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明の反射スクリーン(10)において、前記光拡散層(141)は、画面左右方向における光の拡散特性を示す半値角(αH)が3度以内であること、を特徴とする反射スクリーンである。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの反射スクリーン(10)において、前記レンズ層(13)は、サーキュラーフレネルレンズが形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第5の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの反射スクリーン(10)において、前記レンズ層(13)は、リニアフレネルレンズが形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第6の発明は、第1の発明から第5の発明までのいずれかの反射スクリーン(10)と、前記反射スクリーンに映像光(L)を投射する映像源(LS)と、を備える映像表示システム(1)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
A first invention is a reflective screen (10) that reflects image light (L) projected from an image source (LS) and displays the image light (L) so as to be observable, and includes a lens surface (131a) and a non-lens surface (131b). And a lens layer (13) that forms a Fresnel lens by arranging a plurality of unit lenses (131) that are convex on the back side in the thickness direction, and is formed on the lens surface of the lens layer. A reflection layer (12) for reflecting light, and a light diffusion layer (141) for diffusing light, provided on the image source side of the lens layer, wherein the lens layer is fine on at least the lens surface. A reflective screen (10) characterized in that an uneven shape is formed.
According to a second aspect of the invention, in the reflective screen (10) of the first aspect, the surface roughness of the lens surface (131a) is Ra (arithmetic mean roughness, JIS B0601-2001) = It is a reflective screen characterized by being formed in the range of 0.05-0.5 micrometer.
According to a third aspect of the invention, in the reflective screen (10) of the first or second aspect, the light diffusion layer (141) has a half-value angle (αH) indicating light diffusion characteristics in the horizontal direction of the screen of 3 degrees. It is a reflective screen characterized by being within.
A fourth invention is a reflection screen characterized in that in any of the reflection screens (10) from the first invention to the third invention, the lens layer (13) is formed with a circular Fresnel lens. It is a screen.
A fifth invention is characterized in that, in any of the reflection screens (10) from the first invention to the third invention, the lens layer (13) is formed with a linear Fresnel lens. It is a screen.
A sixth aspect of the invention is an image display comprising any of the reflection screens (10) from the first aspect to the fifth aspect of the invention and an image source (LS) that projects image light (L) onto the reflection screen. System (1).
本発明によれば、反射スクリーンの反射層が形成されるレンズ面に微細な凹凸形状を形成しているので、反射スクリーンに表示される映像の観察する角度の違いよって発生する色味の変化や像ぼけを抑制することができる。 According to the present invention, since the fine uneven shape is formed on the lens surface on which the reflective layer of the reflective screen is formed, the color change caused by the difference in the viewing angle of the image displayed on the reflective screen, Image blur can be suppressed.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、適宜置き換えることができるものとする。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適用可能な範囲内で適宜選択して使用してよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
In addition, the terms “plate”, “sheet”, “film” and the like are used, but these are generally used in the order of thickness, “plate”, “sheet”, “film”. I am using it. However, such proper use has no technical meaning and can be replaced as appropriate.
Furthermore, numerical values such as dimensions and material names of each member described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and is appropriately selected and used within the applicable range. You can do it.
(実施形態)
図1は、本実施形態の映像表示システム1を説明する図である。図1(a)は、映像表示システム1の斜視図であり、図1(b)は、映像表示システム1の側面図である。
映像表示システム1は、反射スクリーン10、映像源LS等を有している。本実施形態の映像表示システム1は、映像源LSから投影された映像光Lを反射スクリーン10が反射して、その画面上に映像を表示する一般的な映像表示システムである。
なお、映像表示システム1は、これに限らず、例えば、映像光Lを映像源LSから投射するフロントプロジェクションテレビシステム等としてもよいし、反射スクリーン10と映像源LSと反射スクリーンの観察画面上の入力部の位置を検出する位置検出部やパーソナルコンピュータ等を備えたインタラクティブボードシステムとしてもよい。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
The
The
映像源LSは、映像光Lを反射スクリーン10へ投射する装置であり、汎用の短焦点型プロジェクタ等を用いることができる。この映像源LSは、使用状態において、反射スクリーン10の画面を正面方向(スクリーン面の法線方向)から見た場合に、反射スクリーン10の画面左右方向において中央であって、反射スクリーン10の画面(表示領域)よりも下方側となる位置に配置されている。なお、スクリーン面とは、この反射スクリーン全体として見たときにおける、反射スクリーンの平面方向となる面を示すものである。
この映像源LSは、反射スクリーン10の画面に直交する方向(反射スクリーン10の厚み方向)における反射スクリーン10との距離が、従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から映像光Lを投射することができる。すなわち、この映像源LSは、従来の汎用プロジェクタに比べて、反射スクリーン10までの投射距離が短く、その映像光Lの反射スクリーン10に対する入射角度も大きい。
The video source LS is a device that projects the video light L onto the
This video source LS projects the video light L from a position where the distance from the
反射スクリーン10は、映像源LSが投射した映像光Lを観察者O側へ向けて反射し、映像を表示するスクリーンである。使用状態において、この反射スクリーン10の観察画面は、観察者O側から見て、長辺方向が画面左右方向となる略矩形状である。
なお、以下の説明中において、画面上下方向、画面左右方向、厚み方向とは、特に断りが無い場合、この反射スクリーン10の使用状態における画面上下方向(鉛直方向)、画面左右方向(水平方向)、厚み方向(奥行き方向)であるとする。
The
In the following description, unless otherwise specified, the screen vertical direction, screen horizontal direction, and thickness direction are the screen vertical direction (vertical direction) and screen horizontal direction (horizontal direction) when the
反射スクリーン10は、その背面側に、平板状の支持板50が、粘着材等からなる不図示の接合層を介して設けられており、この支持板50により、その平面性を維持している。なお、これに限らず、反射スクリーン10は、不図示の枠部材等によって支持され、その平面性を維持する形態としてもよい。
この反射スクリーン10は、対角80インチや100インチ等の大きな画面(表示領域)を有している。本実施形態の反射スクリーン10は、例えば、画面のサイズが対角80インチサイズ(1771×996mm)である。
The
The
図2は、本実施形態の反射スクリーン10の層構成を説明する図である。図2(a)は、反射スクリーン10の観察画面(表示領域)の幾何学的中心となる点A(図1(a)、(b)参照)を通り、画面上下方向に平行であって、スクリーン面に直交(厚み方向に平行)する断面の一部を拡大した図である。図2(b)は、レンズ層13を背面側正面方向から観察した様子を示しており、理解を容易にするために、反射層12や光吸収層11は省略して示している。
FIG. 2 is a diagram illustrating the layer configuration of the
図2(a)に示すように、反射スクリーン10は、その映像源側(観察者O側)から順に、表面層15、基材層14、レンズ層13、反射層12、光吸収層11等を備えている。
基材層14は、レンズ層13を形成する基材となるシート状の部材である。この基材層14の映像源側(観察者O側)には、表面層15が一体に形成され、背面側(裏面側)には、レンズ層13が一体に形成されている。
基材層14は、光拡散層141と、着色層142とを有している。本実施形態の基材層14は、光拡散層141と着色層142とは一体に積層されている。また、本実施形態では、図2(a)に示すように、光拡散層141が背面側であり、着色層142が映像源側に位置する例を示したが、これに限らず、光拡散層141が映像源側に位置し、着色層142が背面側に位置する形態としてもよい。
As shown in FIG. 2A, the
The
The
光拡散層141は、光透過性を有する樹脂を母材とし、光を拡散する拡散材を含有する層である。この光拡散層141は、視野角を広げたり、明るさの面内均一性の向上を図ったりする機能を有する。
光拡散層141の母材となる樹脂は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂や、PC(ポリカーボネート)樹脂、MS(メチルメタクリレート・スチレン)樹脂、MBS(メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン)樹脂、アクリル系樹脂、TAC(トリアセチルセルロース)樹脂、PEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂等を用いることができる。この光拡散層141の厚さは、100〜200μmである。また、拡散材としては、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン系等の樹脂製の粒子や無機粒子等であり、その平均粒径が約1〜50μmであるものを使用できる。
The
Examples of the resin used as the base material of the
光拡散層141は、上述したように、視野角を広げたり、明るさの面内均一性を向上させたりするために必要であるが、光の拡散特性の強さによっては、反射スクリーン10に表示される映像の色味が、観察する角度に応じて変化してしまう場合がある。そのため、本実施形態の光拡散層141は、後述するように、レンズ層13のレンズ面131aに光の拡散特性を持たせることによって、光の拡散作用を従来のものよりも弱くして形成されている。本実施形態では、光拡散層141は、画面左右方向(水平方向)における光の拡散特性の半値角(αH)が3度以下となるように形成されている。また、ここで扱う画面左右方向における光の拡散特性の半値角(αH)とは、光の輝度が最大値となるスクリーン面の位置から、左右方向のいずれか一方の方向において、光の輝度が最大値の半分の値になる観察角度をいい、光の輝度が最大値から半分の値になる半値幅の半分の角度をいう。
着色層142は、所定の光の吸収率とするための灰色や黒色等の染料や顔料等により着色が施された層である。着色層142は、光の吸収率が20%以上70%以下であることが好ましい。この光の吸収率が、20%未満の場合には、外光等の吸収作用が不十分となる可能性があり、一方、70%を超える場合には、映像光の透過率が低下して映像の輝度が低下する可能性がある。本実施形態では、着色層142は、光の吸収率を20〜50%の範囲内としている。
As described above, the
The
着色層142は、光拡散層141の映像源側(観察者O側)に位置している。この着色層142は、反射スクリーン10に入射する照明光等の不要な外光を吸収したり、表示される映像の黒輝度を低減させたりして、映像のコントラストを向上させる機能を有する。
着色層142は、例えば、厚さが30〜3000μmであり、染料や顔料を含有するPET樹脂や、PC樹脂、MS樹脂、MBS樹脂、アクリル系樹脂、TAC樹脂、PEN樹脂等により形成される。
本実施形態の基材層14は、光拡散層141と着色層142とを共に押し出しすることにより一体に積層されて形成されている。なお、基材層14を単層とし、拡散材と顔料や染料等の着色材とを共に含有する形態としてもよい。
The
For example, the
The
レンズ層13は、基材層14の背面側に設けられた光透過性を有する層であり、図2(b)に示すように、点Cを中心として単位レンズ131が同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状をその背面側に有している。この単位レンズ131が配列されて形成されるサーキュラーフレネルレンズ形状は、その光学的中心(フレネルセンター)である点Cが、反射スクリーン10の画面(表示領域)の領域外であって、反射スクリーン10の下方に位置している。
なお、本実施形態では、レンズ層13がサーキュラーフレネルレンズ形状を有する例を上げて説明するが、リニアフレネルレンズ形状を有する形態としてもよい。
The
In the present embodiment, an example in which the
単位レンズ131は、図2(a)に示すように、スクリーン面に直交する方向(反射スクリーン10の厚み方向)に平行であって、単位レンズ131の配列方向に平行な断面における断面形状が、略三角形状である。
この単位レンズ131は、背面側に凸であり、レンズ面131aと、レンズ面131aと対向する非レンズ面131bとを備えている。反射スクリーン10の使用状態において、単位レンズ131は、レンズ面131aが非レンズ面131bよりも鉛直方向上側に位置している。
レンズ面131aは、その背面側に反射層12が形成され、反射スクリーン10に入射した映像光を観察者O側に反射する作用を有する(図3参照)。
また、レンズ面131aは、微細な凹凸形状が形成されており、レンズ面131aに入射する映像光を拡散させることができる。レンズ面131aの微細な凹凸形状は、その表面粗さがRa(算術平均粗さ、JIS B0601−2001準拠)値で0.05〜0.5μmであることが望ましい。本実施形態では、レンズ面131aの表面粗さは、例えばRa値で0.2μm及び0.3μmである。
As shown in FIG. 2A, the
The
The
Further, the
以上の構成によって、レンズ面131a及び反射層12は、映像光を拡散反射することができる。従って、上述したように、光拡散層141の光の拡散作用を弱くすることができ、光拡散層141の拡散作用による観察角度の変化に伴って生じる映像の色味の変化を抑制することができる。
また、光拡散層141の光拡散作用を従来よりも弱くすることに伴って、反射スクリーン10は、映像光を過度に拡散させることなく、表示される映像がぼけるのを抑制することができ、映像光の利用効率を向上させることができる。
With the above configuration, the
Further, along with making the light diffusion action of the
単位レンズ131において、図2(a)に示すように、レンズ面131aがスクリーン面に平行な面となす角度は、αであり、非レンズ面131bがスクリーン面に平行な面となす角度は、β(β>α)である。また、単位レンズ131の配列ピッチは、Pである。
理解を容易にするために、図2等では、単位レンズ131の配列ピッチP、角度α,βは、単位レンズ131の配列方向において一定であるように示している。しかし、本実施形態の単位レンズ131は、実際には、配列ピッチP等が一定であるが、角度αが単位レンズ131の配列方向においてフレネルセンターとなる点Cから離れるにつれて次第に大きくなっている。
In the
In order to facilitate understanding, in FIG. 2 and the like, the arrangement pitch P and the angles α and β of the
なお、これに限らず、角度α等は、一定としてもよいし、配列ピッチPが、単位レンズ131の配列方向に沿って次第に変化する形態としてもよく、映像光を投影する映像源LSの画素(ピクセル)の大きさや、映像源LSの投射角度(反射スクリーン10のスクリーン面への映像光の入射角度)、反射スクリーン10の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜変更可能である。
このレンズ層13は、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、レンズ層13は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
However, the present invention is not limited to this, and the angle α or the like may be constant, or the arrangement pitch P may gradually change along the arrangement direction of the
The
本実施形態では、レンズ層13は、紫外線硬化型樹脂が充填されたサーキュラーフレネルレンズ形状を賦形する成形型に基材層14を押圧し、紫外線を照射して硬化させた後に成形型から離型する紫外線成形法等により作成される。これにより、基材層14には、複数の単位レンズ131が同心円状に配列し、スクリーン面に直交する方向(反射スクリーン10の厚み方向)に平行であって、単位レンズ131の配列方向に平行な断面における断面形状が、略三角形状となるサーキュラーフレネルレンズ形状が形成される。
また、上記成形型のレンズ面131aを形成する部分には、微細な凹凸形状が形成されており、レンズ層13が成形によって形成されたときに、微細な凹凸形状を有したレンズ面131aも形成される。なお、成形型のレンズ面131aを形成する微細な凹凸形状は、ブラスト処理や、エッチング処理、陽極酸化処理等によって形成することができ、本実施形態では、ブラスト処理により形成される。
In the present embodiment, the
Further, a fine uneven shape is formed on the portion of the mold where the
反射層12は、光を反射する作用を有する層である。この反射層12は、少なくともレンズ面131a上に形成される。本実施形態の反射層12は、図2(a)に示すように、非レンズ面131bには形成されていない。
反射層12は、白色又は銀色系の塗料や、白色又は銀色系の顔料やビーズ等を含有する紫外線硬化型樹脂又は熱硬化性樹脂、銀やアルミニウム等の金属蒸着膜や金属箔等を粉砕した粒子や微小なフレークを含む塗料等を、スプレーコートや、ダイコート、スクリーン印刷、ワイピングによる溝充填等の各種塗布方法により塗布して硬化させることにより形成することができる。また、反射層12は、レンズ面131a上に、アルミニウムや銀、ニッケル等の金属を蒸着する、スパッタリングする、又は金属箔を転写する等により形成することができる。
本実施形態の反射層12は、アルミニウムをレンズ面131aに蒸着することにより形成されている。
The
The
The
光吸収層11は、図2(a)に示すように、レンズ層13及び反射層12の背面側に設けられ、光を吸収する作用を有している。本実施形態の光吸収層11は、反射層12、単位レンズ131の非レンズ面131bを被覆するように形成される。
光吸収層11は、黒色等の暗色系の塗料や、黒色等の暗色系のインキ、黒色等の暗色系の顔料や染料及び光吸収作用を有するビーズ等を含有する熱硬化型樹脂もしくは紫外線硬化型樹脂を、反射層12をレンズ面131aに形成したレンズ層13の背面側(フレネルレンズ形状側)に塗布して硬化させることにより、形成される。
本実施形態の光吸収層11は、レンズ層13の単位レンズ131間の谷部分を充填するように形成されているが、これに限らず、例えば、単位レンズ131及び反射層12の凹凸形状に沿って所定の厚さで形成されてもよい。このとき、十分な光吸収作用を有するならば、光吸収層11の厚さは一定でなくともよい。
As shown in FIG. 2A, the
The
The
表面層15は、基材層14の映像源側(観察者O側)に設けられる層である。本実施形態では、表面層15は、この反射スクリーン10の映像源側の最表面に形成されている。
この表面層15は、反射スクリーン10の映像源側表面の傷つきを低減するハードコート機能と、スクリーンへの映り込みを低減する機能(防眩機能)とを有している。
この表面層15は、その厚さが、1〜25μm程度である。
表面層15は、基材層14とは別層であって不図示の粘着材等により基材層14に接合される形態としてもよいし、上述のように、基材層14のレンズ層13とは反対側の面に直接形成される形態としてもよい。本実施形態では、表面層15は、そのヘイズ値が40%以下を満たすように形成されている。
The
The
The
The
次に、本実施形態の反射スクリーン10へ入射する映像光及び外光の様子を説明する。
図3は、本実施形態の反射スクリーン10へ入射する映像光L1や外光G1〜G2の様子を説明する図である。図3では、反射スクリーン10の画面上下方向に平行であり、厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、理解を容易にするために、反射スクリーン10の各層の屈折率差や、光拡散層141の拡散作用、レンズ面131aでの拡散作用等は省略して示している。
映像源LSから投影された映像光L1は、図3に示すように、反射スクリーン10の下側から入射し(図1(a)参照)、表面層15及び基材層14を透過してレンズ層13の単位レンズ131へ入射する。
そして、映像光L1は、レンズ面131aに入射して反射層12によって反射され、観察可能な光線として観察者O側へ向かう。ここで、映像光L1が反射スクリーン10の下方から投射され、かつ、角度βが、反射スクリーン10の画面上下方向の各点における反射スクリーン10内を通過する映像光L1とスクリーン面に垂直な線とがなす角度よりも大きいため、映像光L1が非レンズ面131bに直接入射することはなく、非レンズ面131bは、映像光L1の反射には影響しない。
Next, the state of image light and external light incident on the
FIG. 3 is a diagram for explaining the appearance of the image light L1 and the external lights G1 to G2 incident on the
As shown in FIG. 3, the image light L1 projected from the image source LS enters from the lower side of the reflection screen 10 (see FIG. 1A), passes through the
The video light L1 enters the
一方、照明光等の不要な外光は、主として反射スクリーン10の上方から入射し、表面層15及び基材層14を透過してレンズ層13の単位レンズ131へ入射する。
そして、一部の外光は、外光G1のように、非レンズ面131bに入射して光吸収層11に吸収される。
また、その他の外光は、外光G2のように、レンズ面131aで反射して、反射スクリーン10の下方側であって観察者Oの視野角範囲外へ向かうので、観察者O側には直接届かない。
On the other hand, unnecessary external light such as illumination light enters mainly from above the
A part of the external light enters the
Further, other external light is reflected by the
従って、反射スクリーン10は、上述のような光吸収層11による外光吸収作用や、反射層12による観察者Oの観察角度外への外光反射作用により、映像のコントラストを向上させることができる。
よって、本実施形態の反射スクリーン10は、レンズ面131a上に形成された反射層12によって効率よく映像光Lを観察者O側へ反射することができる。また、反射スクリーン10は、光吸収層11によって外光G1を吸収し、さらに、外光G2を観察者Oには届かない方向へ反射する。従って、明室環境下であっても、明るく、コントラストの高い良好な映像を表示することができる。
Therefore, the
Therefore, the
次に、本発明による反射スクリーンと、比較例の反射スクリーンの観察角度θの変化に応じた映像の色味の変化の評価について説明する。
図4は、本発明の実施例1及び比較例1の反射スクリーンの色度の測定の概略図である。
図5は、本発明の実施例1及び比較例1の反射スクリーンのCIE表色系に基づく色度の変化の測定結果を示す図である。図5(a)は、色度xと観察角度θとの関係を示す図であり、図5(b)は、色度yと観察角度θとの関係を示す図である。
図6は、本発明の実施例2及び比較例2の反射スクリーンのCIE表色系に基づく色度の変化の測定結果を示す図である。図6(a)は、色度xと観察角度θとの関係を示す図であり、図6(b)は、色度yと観察角度θとの関係を示す図である。
図5及び図6は、それぞれ、縦軸を色度x、色度yとし、横軸を反射スクリーンの画面左右方向における観察角度θとしている。
Next, the evaluation of the change in the color of the video according to the change in the viewing angle θ of the reflective screen according to the present invention and the reflective screen of the comparative example will be described.
FIG. 4 is a schematic view of measurement of chromaticity of the reflective screens of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing measurement results of changes in chromaticity based on the CIE color system of the reflective screens of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention. FIG. 5A is a diagram showing the relationship between chromaticity x and observation angle θ, and FIG. 5B is a diagram showing the relationship between chromaticity y and observation angle θ.
FIG. 6 is a diagram showing measurement results of changes in chromaticity based on the CIE color system of the reflective screens of Example 2 and Comparative Example 2 of the present invention. FIG. 6A is a diagram showing the relationship between chromaticity x and observation angle θ, and FIG. 6B is a diagram showing the relationship between chromaticity y and observation angle θ.
5 and 6, the vertical axis represents chromaticity x and chromaticity y, and the horizontal axis represents the observation angle θ in the horizontal direction of the screen of the reflective screen.
反射スクリーン10の色度は、図4に示すように、色度を測定する測定器100(例えば、色彩輝度計:コニカミノルタ製CS−2000A)により、反射スクリーン10に白色画像を表示している場合に測定される。
測定器100は、スクリーン面の観察者O側に配置される。そして、測定器100は、反射スクリーン10の幾何学的中心(A点)を中心にして、A点との距離を一定に保って画面左右方向に移動することによって、反射スクリーン10のA点に対する観察角度を変更して色度を計測する。ここで、観察角度θは、A点を通り、スクリーン面に垂直な観察者O側の直線上に測定器100を配置した位置が0度であり、測定器100を画面右側方向に移動させた方向がプラス(+)方向であり、画面左側方向に移動させた方向がマイナス(−)方向であるとする。
As shown in FIG. 4, the chromaticity of the
The measuring
まず、図5に示す比較例1と実施例1との観察角度θに応じた色味の変化の評価結果について説明する。
比較例1の反射スクリーンは、上述の本実施形態の反射スクリーン10と基本的な層構成は同様であるが、レンズ面に凹凸形状が設けられていないレンズ層と、画面左右方向(水平方向)の光の拡散特性の半値角(αH)が6.2度の光拡散層と、光吸収率が20%の着色層とを備えている。また、比較例1の反射スクリーンは、反射スクリーン全体としての光の拡散特性の半値角(αH)が14.9度である。
これに対して、実施例1の反射スクリーン10は、レンズ面131aに微細な凹凸形状が設けられており、画面左右方向(水平方向)の光の拡散特性の半値角(αH)が約2度の光拡散層141と、光吸収率が20%の着色層142とを備えている。また、実施例1の反射スクリーン10は、反射スクリーン全体としての光の拡散特性の半値角(αH)が9.5度である。
First, the evaluation result of the change in color according to the observation angle θ between Comparative Example 1 and Example 1 shown in FIG. 5 will be described.
The reflective screen of Comparative Example 1 has the same basic layer configuration as that of the
On the other hand, the
図5(a)、図5(b)では、観察角度θを−60度から+60度に変化させた場合の色度x、色度yの検出結果を示している。
図5(a)に示すように、比較例1の色度xの値は、観察角度θの変化(−60度〜+60度)に伴う変化量が0.050であるのに対して、実施例1の色度xの値は、観察角度θの変化(−60度〜+60度)に伴う変化量が0.026であり、比較例1の変化量よりも小さい。
同様に、図5(b)に示すように、比較例1の色度yの値は、観察角度θの変化(−60度〜+60度)に伴う変化量が0.065であるのに対して、実施例1の色度yの値は、観察角度θの変化(−60〜+60度)に伴う変化量が0.030であり、比較例1の変化量よりも小さい。
ここで、色度x、色度yの変化量が共に小さいということは、相対的に色味の変化も小さくなるものと評価することができる。
5A and 5B show detection results of chromaticity x and chromaticity y when the observation angle θ is changed from −60 degrees to +60 degrees.
As shown in FIG. 5A, the value of the chromaticity x in Comparative Example 1 was compared with the amount of change accompanying the change in the observation angle θ (−60 degrees to +60 degrees) being 0.050. As for the value of chromaticity x in Example 1, the amount of change associated with the change in the observation angle θ (−60 degrees to +60 degrees) is 0.026, which is smaller than the amount of change in Comparative Example 1.
Similarly, as shown in FIG. 5B, the value of chromaticity y in Comparative Example 1 is 0.065, while the amount of change associated with the change in the observation angle θ (−60 degrees to +60 degrees) is 0.065. As for the value of chromaticity y in Example 1, the amount of change associated with the change in the observation angle θ (−60 to +60 degrees) is 0.030, which is smaller than the amount of change in Comparative Example 1.
Here, the fact that the amount of change in both chromaticity x and chromaticity y is small can be evaluated as a relatively small change in hue.
従って、レンズ面131aに微細な凹凸形状が設けられた実施例1の反射スクリーン10の方が、比較例1の反射スクリーンに比べ、観察角度θの変化に対する反射スクリーンの色味の変化が抑制される傾向にあるということが確認された。これは、反射スクリーン10に入射した光は、レンズ面131においては、ほとんどが屈折すること無く反射するが、光拡散層141においては、屈折したり、反射したりするため、実施例1よりも光の拡散特性が強い比較例1の光拡散層の方が、反射スクリーンの色味の変化に影響を与えているものと考えられる。
また、上記測定において、比較例1の反射スクリーンは、実施例1に比べ映像に像ぼけが確認されたため、像ぼけについても、実施例1の反射スクリーン10の映像の方が比較例1よりも良好であることが確認された。
Therefore, the
In the above measurement, the reflection screen of Comparative Example 1 was confirmed to be blurred in the image as compared to Example 1. Therefore, the image of the
次に、図6に示す比較例2と実施例2との観察角度θに応じた色味の変化の評価結果について説明する。
比較例2の反射スクリーンは、上述の本実施形態の反射スクリーン10と基本的な層構成は同様であるが、レンズ面に凹凸形状が設けられていないレンズ層と、画面左右方向(水平方向)の光の拡散特性の半値角(αH)が5.6度の光拡散層と、光吸収率が20%の着色層とを備えている。また、比較例2の反射スクリーンは、反射スクリーン全体としての光の拡散特性の半値角(αH)が7.5度である。
これに対して、実施例2の反射スクリーン10は、レンズ面131aに微細な凹凸形状が設けられており、画面左右方向(水平方向)の光の拡散特性の半値角(αH)が約2度の光拡散層141と、光吸収率が20%の着色層142とを備えている。また、実施例2の反射スクリーン10は、反射スクリーン全体としての光の拡散特性の半値角(αH)が9.5度であり、上記比較例2の反射スクリーンの半値角(αH)の値(7.5度)より高い。
Next, the evaluation result of the change in color according to the observation angle θ between Comparative Example 2 and Example 2 shown in FIG. 6 will be described.
The reflective screen of Comparative Example 2 has the same basic layer configuration as that of the
On the other hand, the
図6(a)に示すように、比較例2の色度xの値は、観察角度θの変化(−60度〜+60度)に伴う変化量が0.056であるのに対して、実施例2の色度xの値は、観察角度θの変化(−60度〜+60度)に伴う変化量が0.026であり、比較例2の変化量よりも小さい。 As shown in FIG. 6 (a), the value of chromaticity x in Comparative Example 2 is 0.056 while the amount of change associated with the change in the observation angle θ (−60 degrees to +60 degrees) is 0.056. As for the value of chromaticity x in Example 2, the amount of change associated with the change in observation angle θ (−60 degrees to +60 degrees) is 0.026, which is smaller than the amount of change in Comparative Example 2.
同様に、図6(b)に示すように、比較例2の色度yの値は、観察角度θの変化(−60度〜+60度)に伴う変化量が0.055であるのに対して、実施例2の色度yの値は、観察角度θの変化(−60〜+60度)に伴う変化量が0.030であり、比較例2の変化量よりも小さい。
従って、実施例2の反射スクリーン全体の光の拡散特性の半値角(αH)の値(9.5度)が比較例2の半値角(αH)の値(7.5度)よりも高い場合においても、上述の実施例1の場合と同様に、実施例2の反射スクリーン10の方が、比較例2の反射スクリーンに比べ、観察角度θの変化に対する反射スクリーンの色味の変化が抑制される傾向にあるということが確認された。
また、上記測定において、比較例2の反射スクリーンは、実施例2に比べ映像に像ぼけが確認されたため、像ぼけについても、実施例2の反射スクリーン10の映像の方が比較例2よりも良好であることが確認された。
Similarly, as shown in FIG. 6B, the value of the chromaticity y in Comparative Example 2 is 0.055 while the amount of change associated with the change in the observation angle θ (−60 degrees to +60 degrees) is 0.055. As for the value of chromaticity y in Example 2, the amount of change associated with the change in observation angle θ (−60 to +60 degrees) is 0.030, which is smaller than the amount of change in Comparative Example 2.
Therefore, when the half-value angle (αH) (9.5 degrees) of the light diffusion characteristics of the entire reflection screen of Example 2 is higher than the half-value angle (αH) value (7.5 degrees) of Comparative Example 2. However, as in the case of the above-described first embodiment, the
Further, in the above measurement, the reflection screen of Comparative Example 2 was confirmed to be blurred in the image as compared with Example 2, so that the image of the
以上より、本実施形態の反射スクリーン10は、単位レンズ131のレンズ面131aに微細な凹凸形状が形成され、反射層12が形成されているので、レンズ面131aに入射する映像光を拡散反射することができる。これにより、反射スクリーン10の光拡散層141は、従来よりも光拡散作用が弱いものを使用することができ、反射スクリーン10は、画面左右方向において十分な観察角度を有しながら、観察角度の変化に伴って生じる映像の色味の変化を抑制することができる。
また、光拡散層141の光拡散作用を従来のものよりも弱くすることができるので、反射スクリーン10は、映像光を過度に拡散させることなく、表示される映像がぼけるのを抑制することができ、良好な映像を表示することができる。
さらに、光拡散層141の光拡散特性を弱くすることによって、光拡散層141に使用する拡散材の使用量を従来に比べ減らすことができ、反射スクリーン10の製造コストを低減することができる。
As described above, in the
In addition, since the light diffusion action of the
Furthermore, by weakening the light diffusing characteristics of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made as in the modifications described later, and these are also included in the present invention. Within the technical scope. In addition, the effects described in the embodiments are merely a list of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments. It should be noted that the above-described embodiment and modifications described later can be used in appropriate combination, but detailed description thereof is omitted.
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)実施形態において、レンズ面131aの微細な凹凸形状は、レンズ面131aを形成する面に微細な凹凸形状を設けた成形型によって形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、レンズ面131aを形成した後に、ブラスト処理等によってレンズ面131a上に凹凸形状を形成するようにしてもよい。
(2)実施形態において、微細な凹凸形状は、レンズ面131a上にのみ設けられる例を示したが、非レンズ面131b上に設けられるようにしてもよい。
(3)実施形態において、レンズ層13は、サーキュラーフレネルレンズが形成される例を示したが、リニアフレネルレンズが形成されていてもよい。
(4)実施形態において、反射スクリーン10は、基材層14に光を拡散する光拡散層141を有する例を示したが、これに限定されない。例えば、基材層には光拡散層を設けず、表面層の観察者側の表面に光の拡散特性を持たせる層を設けてもよい。
(Deformation)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the embodiment, the fine uneven shape of the
(2) In the embodiment, the fine uneven shape is provided only on the
(3) In the embodiment, the
(4) In the embodiment, the
10 反射スクリーン
12 反射層
13 レンズ層
131 単位レンズ
131a レンズ面
131b 非レンズ面
14 基材層
141 光拡散層
142 着色層
100 測定器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
レンズ面及び非レンズ面を有し前記映像源側とは厚み方向において背面側に凸となる単位レンズが複数配列されてフレネルレンズを形成するレンズ層と、
前記レンズ層の前記レンズ面に形成され、光を反射する反射層と、
前記レンズ層の前記映像源側に設けられ、光を拡散させる光拡散層とを備え、
前記レンズ層は、少なくとも前記レンズ面に微細な凹凸形状が形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 A reflection screen that reflects the image light projected from the image source and displays the image light so as to be observable;
A lens layer having a lens surface and a non-lens surface, and a plurality of unit lenses that are convex on the back side in the thickness direction to form a Fresnel lens;
A reflective layer that is formed on the lens surface of the lens layer and reflects light;
A light diffusion layer provided on the image source side of the lens layer and diffusing light;
The lens layer has at least a fine irregular shape formed on the lens surface;
Reflective screen featuring.
前記レンズ面の微細な凹凸形状は、その表面粗さがRa(算術平均粗さ、JIS B0601−2001準拠)=0.05〜0.5μmの範囲で形成されること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to claim 1.
The fine uneven shape of the lens surface is formed such that the surface roughness is Ra (arithmetic mean roughness, JIS B0601-2001 compliant) = 0.05 to 0.5 μm,
Reflective screen featuring.
前記光拡散層は、画面左右方向における光の拡散特性を示す半値角が3度以内であること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to claim 1 or 2,
The light diffusion layer has a half-value angle indicating a light diffusion characteristic in the horizontal direction of the screen within 3 degrees,
Reflective screen featuring.
前記レンズ層は、サーキュラーフレネルレンズが形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to any one of claims 1 to 3,
The lens layer is formed with a circular Fresnel lens;
Reflective screen featuring.
前記レンズ層は、リニアフレネルレンズが形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to any one of claims 1 to 3,
The lens layer is formed of a linear Fresnel lens;
Reflective screen featuring.
前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源と、
を備える映像表示システム。 A reflective screen according to any one of claims 1 to 5,
An image source for projecting image light onto the reflective screen;
A video display system comprising:
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